BIM技術在水廠項目建設中的應用

杜 娟 劉冰洋 宋朝祥 李 艷 吳佳懋

（海南大學土木建筑工程學院 海南海口 570228）

1 BIM技術概述

BIM（Bui1ding Information Mode1ing）技術目前已經在全球范圍內得到業界的廣泛認可，其可以幫助實現建筑信息的集成，從建筑的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結[1]，各種信息始終整合與一個三維模型信息數據庫中，設計團隊、施工單位、設施運營部門和業主等各方人員可以基于BIM進行協同工作，有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展。BIM技術帶來的幫助一方面是三維建模，另一方面是信息化。而Revit族的制作開發是建模工作能否順利開始的前提[2]。農村供水工程是我國深入推進農村飲水安全，進一步提高農村供水事業發展水平，促進城鄉統籌發展的重要基礎建設項目，具有工藝復雜、結構簡單、項目規模較小等特點。文章把BIM技術應用于農村供水工程項目，旨在利用BIM技術的可視化、協調性、模擬性和優化性解決工程建設中的優化設計、管道碰撞和進度控制等問題，并從族的概念方面進行BIM技術的開發應用。

2 工程概況

本水廠廠區設計為方形，平面尺寸為81×78m，占地面積約為9.5畝。依據制水流程，布置孔室絮凝斜管沉淀池、重力無閥濾池、清水池、加藥間、工作管理間。項目工藝復雜、管道眾多、節點繁雜，同時工期緊張，施工工藝繁瑣。

3 BIM技術的綜合應用

3.1 BIM應用流程

BIM技術在本項目建設中應用流程見圖1。

圖1 BIM應用流程圖

3.2 基于BIM的模型設計

（1）初步設計

在原設計單位在設計階段提供的圖紙信息的基礎上，BIM咨詢方針對項目BIM應用的需求，進行BIM模型初步設計，將二維圖紙的場地機械等信息，為工程建立了初步的整體標準。

（2）族文件設計

根據水廠工程的特點，結合當地影響因素，創建了一套管道族文件，其中有連接族、半管族、閥門族及本水廠特有的水壓傳感器族。如閥門有伸縮蝶閥，見圖2；水泵有不銹鋼液下泵、隔膜計量泵、液下泵，見圖3；儀器有二氧化氯發生器、槳式攪拌機、試劑儲存罐、水流式攪拌器、酸霧吸收器，見圖4。根據創建的族文件可以自動形成各專業的詳細施工圖紙，同時對各專業設計圖紙進行集成、協調、修訂與校核，滿足了現場施工及管理的需要。

圖2 水廠閥門族詳圖（伸縮蝶閥）

圖3 水廠水泵族詳圖

圖4 水廠儀器族詳圖

（3）各專業協同設計

利用已設計好的族文件，建筑、結構和機電等專業依據原始圖紙進行各專業BIM模型設計，同時各專業協同作業，確保BIM模型在所有專業的普適性。

（4）可視化設計

在原始模型的基礎上，導入水廠管道族，針對各個特殊節點，又添加了土方模型、吊支架模型等，在部分區域增加了應用模型。同時對圖紙修改和變更的部分進行模型標注，各特殊節點的施工影響也進行了工程模擬。

（5）整體模型設計

將各專業原始模型、應用模型進行整合，形成了整合模型，對設計階段的BIM模型進行了利用，為之后施工階段的應用做好基礎。整合模型包括建筑、結構、機電等專業，各專業協同組合成為工程整體信息模型，如圖5所示。

圖5 水廠模型

3.3 基于BIM的四維進度控制

在BIM技術平臺的支撐下，依靠三維模型的空間屬性，進度管理進入了全新的管理流程階段。四維的進度管理模式是完全依托在三維模型之中的，因此原始圖紙三維化后的所有優點將被四維進度管理所繼承，帶來的優勢主要在以下幾個方面：

（1）提高全過程一體化協同效率。三維模型具有高度可視化的優點，在進行進度安排時，進度計劃不再是單一的抽象概念和干癟的橫道圖，而是高度可視化的三維模型，如圖6所示，這有利于精確地布置安排施工進度任務，將進度計劃切實落實到責任人，并且能夠極大的提高各專業負責人協調、溝通以及交接的效率，不再有因任務不清晰、溝通不明確等帶來的工期延誤。

圖6 四維進度模擬

（2）提升四維進度計劃的可靠性。由于在三維模型中，BIM軟件可以自動檢測各專業的空間碰撞點。如此一來，不僅僅減少了圖紙會審的時間，同時也保證了施工方到手圖紙的精確度。不論是傳統的進度計劃，還是BIM模式下的進度計劃，圖紙的高精確度永遠是制作高精度進度計劃的前提條件。

（3）進行四維進度計劃的優化。在BIM模式下的進度計劃安排，是基于三維模型的，因此在構思和安排計劃時，可以降低對管理者的經驗門檻。同時，也提高了進度計劃安排的邏輯性，減少了各施工段的施工時間差、施工工作面的沖突。

4 結束語

綜上所述，本工程通過Naviswork、Revit、Enscape等軟件的綜合應用，將BIM技術有效地應用于水廠工程項目中。優化了設計模型，加強了施工過程中工程質量信息的采集和管理，豐富了工程質量信息采集的途徑，提高了工程施工質量控制水平和效率，開發了Revit族文件的設計應用，為建筑工程領域中的BIM應用提供一定的參考價值。